DEAF1: आणविक स्विच जो मांसपेशियों की उम्र बढ़ने को रोकने के लिए व्यायाम का कारण बनता है

हम दशकों से जानते हैं कि शारीरिक गतिविधि से मांसपेशियाँ कमज़ोर हो जाती हैं। सवाल हमेशा यही था कि क्यों। सिंगापुर में ड्यूक-एनयूएस मेडिकल स्कूल का एक नया अध्ययन, जो क्षेत्र के अग्रणी जर्नल में प्रकाशित हुआ है, आणविक स्तर पर एक उत्तर प्रदान करता है: DEAF1 नामक एक एकल जीन उम्र के साथ बढ़ता है और नए प्रोटीन बनाने और क्षतिग्रस्त प्रोटीन को खत्म करने के बीच संतुलन को बाधित करता है। खेल इसे कम करता है, और कोशिका को युवा कार्य में लौटाता है।

समस्या: अधिक उत्पादन, कम सफाई

प्रक्रिया के केंद्र में mTORC1 नामक एक सेलुलर मार्ग है, जो दो समानांतर चीजों के लिए जिम्मेदार है: नए प्रोटीन का निर्माण, और क्षतिग्रस्त प्रोटीन को हटाना (ऑटोफैगी)। एक युवा मांसपेशी में दोनों संतुलित होते हैं। पुरानी मांसपेशियों में, mTORC1 अस्वस्थ अतिसक्रिय हो जाता है। वह निर्माण करना जारी रखता है, लेकिन सफ़ाई करना बंद कर देता है।

परिणाम: क्षतिग्रस्त प्रोटीन कोशिका में जमा हो जाते हैं। वे जगह घेरते हैं, तंत्र में हस्तक्षेप करते हैं और अंततः कोशिका कमजोर हो जाती है। यह वह प्रक्रिया है जो मांसपेशियों की ताकत में कमी, सरकोपेनिया और उम्र के साथ मांसपेशियों की हानि पैदा करती है।

खोज: mTORC1 को कौन अधिक सक्रिय करता है?

ड्यूक-एनयूएस में कैंसर और स्टेम सेल प्रोग्राम के प्रोफेसर\' टैंग होंग-वेन के नेतृत्व वाली टीम ने अपराधी की तलाश की। बूढ़े चूहों और मानव कोशिकाओं पर प्रयोगों की एक श्रृंखला के बाद, उन्होंने इसकी पहचान की: एक जीन जिसे DEAF1 कहा जाता है। मांसपेशियों में उम्र के साथ DEAF1 का स्तर बढ़ता है। और जैसे-जैसे यह ऊपर उठता है, mTORC1 दौड़ता है। प्रोटीन एकत्रित हो जाते हैं। मांसपेशियां कमजोर हो गई हैं.

<ब्लॉककोट>"व्यायाम इस प्रक्रिया को उलटने और असंतुलन को ठीक करने का प्रबंधन करता है," प्रोफेसर टैंग ने समझाया। "गतिविधि प्रोटीन को सक्रिय करती है जो DEAF1 के स्तर को कम करती है, और विकास पथ को सामान्य संतुलन में लौटा देती है।"

व्यायाम DEAF1 को कैसे ख़त्म करता है?

टीम ने आणविक श्रृंखला का अनुसरण किया। जब प्रशिक्षण के दौरान मांसपेशियां सिकुड़ती हैं, तो यह सेंसर सक्रिय हो जाता है जो यांत्रिक भार का पता लगाता है। ये, बदले में, एंजाइमों को सक्रिय करते हैं जो DEAF1 अभिव्यक्ति को दबाते हैं। व्यायाम के कुछ घंटों के भीतर, मांसपेशियों में DEAF1 का स्तर कम हो जाता है। mTORC1 सामान्य दर पर वापस आ जाता है। क्षतिग्रस्त प्रोटीन का उन्मूलन नए सिरे से होता है।

टीम को किस बात ने आश्चर्यचकित किया: यहां तक कि बहुत बूढ़े चूहों में भी, जब DEAF1 को आनुवंशिक रूप से हटा दिया गया, तो मांसपेशियों में पुनर्जनन के लक्षण दिखाई दिए। पकड़ की ताकत में सुधार हुआ, मांसपेशियों में वृद्धि हुई, और क्षतिग्रस्त तंतुओं को स्वस्थ तंतुओं से बदल दिया गया। यानी, शारीरिक गतिविधि के बिना भी, अकेले DEAF1 में कमी "मानो हम व्यायाम कर रहे थे" जैसा प्रभाव देने के लिए पर्याप्त थी।

अर्थ: दवा जो व्यायाम का अनुकरण करती है?

यह खोज तीन व्यावहारिक संभावनाओं को खोलती है:

1. एक नया औषधीय लक्ष्य। एक विशिष्ट DEAF1 अवरोधक उन वयस्कों में सरकोपेनिया और मांसपेशियों की बर्बादी के लिए एक दवा उम्मीदवार हो सकता है जो व्यायाम नहीं कर सकते (सर्जरी के बाद, लंबे समय से बीमार, बिस्तर पर पड़े हुए)।
2. मांसपेशियों के स्वास्थ्य के लिए बायोमार्कर। मांसपेशी बायोप्सी में DEAF1 स्तर का उपयोग ऊतक की जैविक आयु का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है।
3. प्रशिक्षण प्रोटोकॉल में सुधार। यदि हम जानते हैं कि किस प्रकार का व्यायाम DEAF1 को सबसे अधिक कम करता है (एरोबिक? ताकत? HIIT?), तो हम वयस्कों के लिए विशिष्ट सिफारिशें कर सकते हैं।

यह पिछले अध्ययनों से अधिक महत्वपूर्ण क्यों है

हमें अतीत में शारीरिक गतिविधि और सेलुलर मार्गों के बीच संबंध के बारे में संकेत मिले हैं। लेकिन DEAF1 पहला जीन है जो संकुचन से लेकर प्रोटीन नवीनीकरण तक की पूरी श्रृंखला की व्याख्या करता है। वह इस प्रश्न का उत्तर देते हैं "जब मैं व्यायाम करता हूँ तो अणु में वास्तव में क्या होता है?" स्पष्ट उत्तर के साथ.

अब आप क्या कर सकते हैं

• सप्ताह में 2-3 बार प्रतिरोध प्रशिक्षण DEAF1 के विरुद्ध सबसे शक्तिशाली हस्तक्षेप बना हुआ है।
• वृद्धिशील प्रशिक्षण "हर कुछ दिनों में" से बेहतर है। DEAF1 का स्तर 48-72 घंटों के भीतर फिर से बढ़ जाता है, इसलिए आवृत्ति का एक फायदा है।
• पर्याप्त प्रोटीन के साथ संयोजन (60+ उम्र में प्रति दिन शरीर के वजन के 1.2-1.6 ग्राम प्रति किलोग्राम) प्रभाव को तीव्र करता है।

जब तक DEAF1 अवरोधक दवा बाज़ार में नहीं आ जाती (आप 5-7 साल की उम्मीद कर सकते हैं), इस जीन को कम करने का सबसे आसान तरीका सबसे सरल है: अपनी कुर्सी से उठें और व्यायाम करें।